水下森林的恢复为全球海洋生态系统恢复带来了希望

对于退化生态系统的恢复，积极的恢复行动正变得越来越普遍。然而，很少能够确定生态系统何时完全恢复，因为其恢复需要长期的轨迹。缺乏成功证据在海洋生态系统中更为严重，尤其是在大型藻类森林方面，在这些生态系统中，除了植被结构和物种多样性之外，没有近似算法可以确定其总体功能的恢复。

近日，一项发表于《海洋科学前沿》的研究显示，在梅诺卡岛进行的一项恢复行动中，一种大型藻类被重新引入到它曾经茁壮成长的地区，10年的水下海藻林恢复工作已经帮助受损的森林重新生长到与从未受到干扰的森林相当的丰度和强度，它们提供的生态系统功能也随之恢复。

图源：UNEP

在这项研究中，研究人员使用了一种基于特征的方法来评估海洋大型藻类森林恢复行动开始十年后的功能恢复情况。研究对物种和功能多样性在恢复区域、自然恢复扩展的附近区域、邻近的未恢复区域(距离几米)以及两个由相同结构的大型藻类主导的区域(未受干扰)之间进行了比较。

研究发现，恢复区域的物种多样性和组成与所参照的大型藻类森林相似，而未恢复区域和自然恢复扩展区域显示出不同的物种组成和较低的物种多样性。恢复后的区域的功能丰富度比未恢复区域高4倍，甚至超过了一个参照大型藻类森林。恢复后的区域表现出更多的特征类别，尤其是与结构复杂性和寿命延长相关的特征，表明其生态系统功能和过程发生了变化。

“世界上超过三分之一的海岸线上都分布这大型藻类森林，它们为其他物种提供食物和栖息地，并支撑着整个生态系统，” 该研究的作者艾玛·塞布里安（Emma Cebrian）博士说，恢复形成冠层的大型藻类是实现整个大型藻类森林（即相关物种和功能多样性）恢复的第一步。

研究团队使用了一种基于特征的方法来调查海藻林的功能恢复：恢复工作与森林功能之间的联系，观察了对维持海藻林至关重要的“树冠形成”物种，以了解这些物种的恢复如何能够恢复生态系统。

研究人员说：“在所有的海藻中，形成树冠的大型藻类为生态系统提供了类似于陆地森林树木的结构。它们通过改变光线和水流等方式影响当地环境。这些环境的变化创造了其他物种可以从中受益的生态位。”

恢复项目的评价往往在较短的时间尺度上进行，特别是在海洋生态系统中。然而，恢复缓慢成熟物种的项目需要更长的评估时间框架，尽管我们了解植被结构和物种多样性是如何恢复的，但关于生态系统如何恢复功能的问题仍然存在。

为了衡量功能，有必要研究目标物种的可量化特征，这些特征反映了生态系统的健康状况。研究团队选择观察14个特征，比如标本的大小，以及它们是来自寿命较长的物种还是生长较慢的物种。需要更多时间才能成熟或长大的物种的存在表明生态系统更健康，能够更好地支持它们。

他们发现，与未恢复区域和自然恢复扩展区域相比，恢复区域的物种组成更为丰富，与所参照的大型藻类森林物种组成相似。恢复后的区域甚至比参考林中的功能更丰富，尽管它并不完全由科学家所期望的物种组成。

构成恢复区域生态系统的物种可能与原始生态系统不同，但仍然填补了支持当地生物多样性的相同生态位。恢复后的区域具有更大的结构复杂性和更长寿命的物种，这是长期恢复的一个重要标志，它增加了海藻森林为其他生物提供的潜在庇护。额外的多样性也为未来提供了潜在的好处：更多样化的海藻林可能能够更好地应对环境挑战。

研究人员表示，“我们证明了一个单一的恢复行动，加之消除生态系统退化的成因，不仅可以恢复单个物种，还可以恢复相关的生态系统功能。如果可以了解其他恢复计划的相关信息，将更有助于完全了解在不同的栖息地、物种或环境条件下如何恢复生态系统功能。

参考文献：

1. Galobart, C., Ballesteros, E., Golo, R., & Cebrian, E. Addressing marine restoration success: Evidence of species and functional diversity recovery in a ten-year restored macroalgal forest.Frontiers in Marine Science, 10, 866.

2. https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmars.2023.1176655/full

3. https://phys.org/news/2023-06-underwater-forest-recovery-marine-globe.html

编译：Sara

审核：Daisy

编辑：Tommy